高纯元素
化学物质
指各种杂质的总含量低于1×l0-5的元素。常显示出在粗纯状态下所不具有或不充分的特殊性质。
性质、应用
常显示出在粗纯状态下所不具有或不充分的特殊性质,如普通的是最脆的金属,当达到相当纯度后它便有了低温塑性,超高纯时更显示出高温超塑性。其提纯包括离子交换萃取电泳电解精炼化学提纯方法,同时包括升华蒸发结晶扩散同位素分离物理提纯方法。其化学检测有光谱分析、化学分析、质谱分析、原子吸收光谱分析等。物理检测有半导体中的电阻率霍尔系数测定,超纯金属剩余电阻率测定等。高纯元素主要用于电子原子能空间技术等领域。
元素性质
元素符号O,原子序数8,原子量15.9994,外围电子排布2S22p4,位于第二周期第ⅥA族。
原子共价半径66皮米,离子半径O2-132皮米,第一电离能1314kJ/mol,电负性3.5。
氧元素有两种同素异形体,氧气O2和臭氧O3。
氧分子有明显的顺磁性,这是因为O2分子是由一个σ键和两个三电子π键构成的,两个三电子π键有两个未成对电子,所以O2 是顺磁性的。
氧气在通常状况下为无色、无臭、无味的气体,密度1.429克/升(气),1.149g/cm3(液)、1.426g/cm3(固)。熔点-218.4℃、沸点-182.962℃。
主要化合价为-2,在氟化氧中为+2,在过氧化物中为-1。
液氧呈淡蓝色,固态氧为蓝色晶体。微溶于水,在水中溶解度为4.89毫升/100毫升水(0℃)。
由于离解能较大(498.1kJ/mol),所以常温下氧气化学性质不甚活泼,高温下化学性质很活泼,能与大多数元素化合生成一种或一种以上氧化物或过氧化物。有氧化性是重要的氧化剂。纯氧大量用于金属熔炼、精炼、焊接、切割和表面处理过程。
在化学工业上常用纯氧强化生产过程。液体氧用作致冷剂,也是高能燃料的氧化剂。它和锯屑、煤粉的混合物是液氧炸药。纯氧也用于航空、潜水和医疗中。天然存在的氧由16O(99.759%)、17O(0.037%)、18O(0.204%)三种同位素组成。在地壳中的丰度为49.5%,占第一位。大部分以水、氧化物、硅酸盐的形式存在。干燥空气中含20.946%体积的氧气。在1773年瑞典的舍勒分解硝酸盐和利用浓硫酸与二氧化锰反应制得氧气。1774年英国的普利斯特里加热氧化汞制得氧气。工业上用分馏液体空气制得,也可用电解水制得较纯的氧气。实验室常用氯酸钾与二氧化锰(催化剂)混合加热制取。
参考资料
最新修订时间:2024-12-27 10:23
目录
概述
性质、应用
元素性质
参考资料